【摘要】：研究了L-肉堿對(duì)異養(yǎng)小球藻(Chlorella vulgaris)種群增長(zhǎng)、生化組成、收獲量、脂肪酸組成及主要脂肪酸代謝酶活性的影響,目的是提高異養(yǎng)小球藻自身的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、降低商業(yè)成本,為其生產(chǎn)應(yīng)用、產(chǎn)品研發(fā)等提供科學(xué)依據(jù)及數(shù)據(jù)支持。用不同濃度L-肉堿(0,50,100,200 mg/L)在不同時(shí)間(6 h、24 h、96 h)強(qiáng)化異養(yǎng)小球藻,試驗(yàn)選用BG-11培養(yǎng)基,初始密度為5×10~6 cells/mL,25℃、不間斷充氣,培養(yǎng)時(shí)間為144 h,每處理3個(gè)重復(fù),試驗(yàn)重復(fù)3次。結(jié)果顯示:1、L-肉堿對(duì)異養(yǎng)小球藻種群增長(zhǎng)影響顯著(P0.05)在6 h添加不同濃度L-肉堿(0 mg/L、50 mg/L、100 mg/L、200 mg/L)強(qiáng)化異養(yǎng)小球藻,各處理組種群密度均顯著高于對(duì)照組(P0.05),且各處理組之間差異性顯著(P0.05)。種群密度大小依次是100 mg/L組200 mg/L組50mg/L組對(duì)照組,其中100 mg/L處理組在試驗(yàn)72 h種群密度達(dá)到最大,為24.78×10~6 cells/mL,是起始濃度的4.96倍。在24 h添加不同濃度L-肉堿(0 mg/L、50 mg/L、100 mg/L、200 mg/L)強(qiáng)化異養(yǎng)小球藻,在試驗(yàn)的第24-48 h,各處理組種群密度較對(duì)照組顯著升高(P0.05)。在試驗(yàn)的48-144 h,各處理組種群密度均顯著高于對(duì)照組(P0.05),其中100 mg/L肉堿處理組小球藻的種群密度顯著高于對(duì)照組及其他兩處理組(P0.05),其在異養(yǎng)72 h種群密度達(dá)到最高,為30.83×10~6 cells/mL,是起始濃度的6.17倍。在96 h添加不同濃度L-肉堿(0 mg/L、50 mg/L、100 mg/L、200 mg/L)強(qiáng)化異養(yǎng)小球藻,在試驗(yàn)的96-120 h,各處理組在生長(zhǎng)末期又出現(xiàn)了種群密度上升的趨勢(shì),且肉堿處理組小球藻種群密度均顯著高于對(duì)照組(P0.05),3個(gè)處理組間小球藻種群密度差異顯著(P0.05)。種群密度大小依次是100 mg/L組200 mg/L組50 mg/L組對(duì)照組,其中100 mg/L處理組在試驗(yàn)120 h種群密度達(dá)到最大,為17.72×10~6 cells/mL,是起始濃度的3.54倍。生長(zhǎng)周期結(jié)束后,各處理組小球藻的干重、鮮重均顯著高于對(duì)照組(P0.05),且各處理組間差異顯著(P0.05)。各處理組小球藻收獲量大小的順序依次為100 mg/L組200 mg/L組50 mg/L組對(duì)照組,其中在24 h添加100mg/L肉堿處理組小球藻的收獲量最大,分別為干重1.47g,鮮重5.78g。6 h、24h、96 h添加肉堿處理組其總脂及可溶性蛋白質(zhì)含量均顯著高于對(duì)照組(P0.05),且各處理組間差異顯著(P0.05),100 mg/L肉堿處理組顯著高于對(duì)照組及其他處理組(P0.05),其中異養(yǎng)24 h添加肉堿處理組其總脂及可溶性蛋白質(zhì)含量最高,分別為21.79%、50.81 mg/kg。2、L-肉堿對(duì)異養(yǎng)小球藻脂肪酸組成影響顯著(P0.05)在6 h添加L-肉堿(50 mg/L、100 mg/L、200 mg/L)強(qiáng)化異養(yǎng)小球藻結(jié)果顯示:200 mg/L處理組∑SFA含量顯著低于對(duì)照組(P0.05),50 mg/L、100 mg/L處理組其∑SFA含量顯著高于對(duì)照組(P0.05)。各處理組∑HUFA、∑PUFA含量均顯著高于對(duì)照組(P0.05),且3個(gè)處理組間差異顯著(P0.05)。100 mg/L、200 mg/L處理組脂肪酸n-3/n-6比值顯著高于對(duì)照組(P0.05),50 mg/L處理組脂肪酸n-3/n-6比值與對(duì)照組無差異。在24 h添加L-肉堿(50 mg/L、100 mg/L、200 mg/L)強(qiáng)化異養(yǎng)小球藻結(jié)果顯示:各處理組∑SFA含量顯著低于對(duì)照組(P0.05),且3個(gè)處理組間差異顯著(P0.05);50 mg/L肉堿組和100 mg/L肉堿組∑HUFA含量顯著高于對(duì)照組和200 mg/L肉堿組(P0.05),且這兩組之間差異不顯著。200 mg/L肉堿組∑HUFA含量顯著高于對(duì)照組(P0.05)。50 mg/L肉堿組∑PUFA含量顯著高于其他3組(P0.05),100 mg/L肉堿組和200 mg/L肉堿組∑PUFA含量顯著高于對(duì)照組(P0.05),且兩組間差異不顯著。各處理組脂肪酸n-3/n-6比值均顯著高于對(duì)照組(P0.05),且3個(gè)處理組間差異顯著(P0.05)。在96 h添加L-肉堿(50 mg/L、100 mg/L、200 mg/L)強(qiáng)化異養(yǎng)小球藻結(jié)果顯示:各處理組其∑SFA含量顯著低于對(duì)照組(P0.05),且3個(gè)處理組之間差異不顯著;50 mg/L肉堿組∑HUFA和∑PUFA含量顯著高于對(duì)照組和100 mg/L肉堿組(P0.05),但與200 mg/L肉堿組差異不顯著;各處理組脂肪酸n-3/n-6比值均顯著高于對(duì)照組(P0.05),且3個(gè)處理組間差異顯著(P0.05)。3、L-肉堿對(duì)異養(yǎng)小球藻相關(guān)脂肪酸代謝酶活性影響顯著(P0.05)在6 h添加L-肉堿強(qiáng)化異養(yǎng)小球藻結(jié)果顯示:在12 h時(shí),50 mg/L肉堿組的ACC、KAS、FAD2活性均顯著高于其他3組(P0.05),50 mg/L與100 mg/L肉堿組MAT酶活性顯著高于對(duì)照組和200 mg/L肉堿組(P0.05),且兩組間差異不顯著。在36 h時(shí),各處理組間ACC、MAT和FAD2酶活性均差異顯著(P0.05),其中50 mg/L肉堿組以上酶的活性最高。50 mg/L肉堿組KAS酶活性顯著高于其他3組(P0.05),100 mg/L與200 mg/L肉堿組顯著高于對(duì)照組(P0.05),但兩組之間差異不顯著。在108 h時(shí),100 mg/L與200 mg/L肉堿組以上4種酶的活性均顯著高于對(duì)照組和50 mg/L肉堿組(P0.05),且兩組間差異不顯著,50 mg/L肉堿組顯著高于對(duì)照組(P0.05)。在24 h添加L-肉堿強(qiáng)化異養(yǎng)小球藻結(jié)果顯示:在添加L-肉堿強(qiáng)化前,以上4種酶活性差異不顯著,在36 h時(shí),各處理組間ACC、MAT和FAD2酶活性均差異顯著(P0.05),其中100 mg/L肉堿組ACC和MAT活性最高。100 mg/L肉堿組KAS酶活性顯著高于其他3組(P0.05),50 mg/L、200 mg/L肉堿組KAS酶活性顯著高于對(duì)照組(P0.05),但兩組間差異不顯著。在108 h時(shí),各處理組間4種酶活性差異均顯著(P0.05)。在96 h添加L-肉堿強(qiáng)化異養(yǎng)小球藻結(jié)果顯示:在添加L-肉堿強(qiáng)化前,以上4種酶活性差異不顯著,在108 h時(shí),各處理組ACC、KAS和FAD2酶活性差異均顯著(P0.05),且50 mg/L肉堿組酶活性最高。50 mg/L肉堿組MAT酶活性顯著高于其他3組(P0.05),100 mg/L、200 mg/L肉堿組顯著高于對(duì)照組(P0.05),且兩組間差異不顯著。結(jié)論:在本試驗(yàn)條件下,在小球藻異養(yǎng)培養(yǎng)24h時(shí)添加100 mg/L肉堿能夠通過提高乙酰輔酶A羧化酶、丙二�；�-CoA:ACP轉(zhuǎn)�；�、β-酮脂酰-ACP合酶、Δ12脂肪酸去飽和酶活性,來改善其脂肪酸組成,尤其是多不飽和脂肪酸與n-3/n-6脂肪酸比值升高,進(jìn)而促進(jìn)其種群增長(zhǎng)和改善其生化組成。
【圖文】：

圖 1 小球藻中心碳代謝途徑[29]Fig 1. The carbon metabolism pathway of chlorella有文獻(xiàn)報(bào)道在異養(yǎng)培養(yǎng)的過程中可積累大量的 TAG。在脂肪酸的從頭合成過程中，乙酰 CoA 羧化酶(acety-CoAcarboxylase，ACCase)催化反應(yīng)第一步，生成丙二酰 CoA，從而作為脂肪酸鏈延長(zhǎng)的二碳單位不斷參入碳鏈。由圖 1 可以看出，合成 TAG 的途徑從二羥丙酮磷酸開始，首先在甘油-3-磷酸脫氫酶的幫助下生成甘油-3-磷酸，然后分別在 GPAT 和溶血磷脂酸酰基轉(zhuǎn)移酶的參與下，連續(xù)加入兩個(gè)�；�-CoA 后，生成磷脂酸。這一步生成的 PA 可以進(jìn)一步生成 CDP-二脂酰甘油，然后再生成 PG 和 PI，通過它可以生成硫脂、糖脂和 TAG 等。在脂肪酸脫氫酶方面，部分基因 mRNA 表達(dá)豐度在異養(yǎng) 24 h 的時(shí)間點(diǎn)上調(diào)了 3.0-13.6 倍，而這些酶在異養(yǎng)后期下調(diào)。TAG 的積累和次級(jí)類胡蘿卜素的相關(guān)酶在異養(yǎng)后期的上調(diào)，原因可能是幫助細(xì)胞減少即將到來的光照刺激對(duì)葉綠體造成的傷害。參與碳固定途徑的基因在整個(gè)異養(yǎng)過程的表達(dá)都非常溫和，，但是當(dāng)轉(zhuǎn)入光誘導(dǎo)后短短 2 h，大部分定位在葉綠體卡爾文循環(huán)過程的基因迅速上調(diào)。并且，那

圖 1-1 甘氨酸酵母培養(yǎng)基對(duì)異養(yǎng)小球藻的影響Fig 1-1. Effects of glycine yeast medium on heterotrophic chlorella同小寫字母表示不同處理組之間的差異顯著性（P＜0.05），下圖相同 Mean with unlike superscripts were significantly different（P＜0.05）,below is the same由圖可看出；選擇甘氨酸酵母培養(yǎng)基培養(yǎng)異養(yǎng)小球藻，試驗(yàn)在第 72h 時(shí)種即低于初始密度，且每個(gè)時(shí)間段異養(yǎng)小球藻種群密度差異均顯著（P＜0.05密度大小依次為 24 h＞48 h＞6 h＞72h，最高密度可達(dá) 8×106cells/mL。
【學(xué)位授予單位】：吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S917.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2685573